(57)【要約】【課題】エネルギーを節約でき、プリント品質が向上され、プリント速度が向上され、インクを補充填する速度が倍になり、環境保護概念に符合するプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッドの構造を提供する。【解決手段】一般のインクジェット印字ヘッドの吐出口層において、主吐出口を囲むように複数の小吐出口が設けられ、小吐出口に対応する位置に設けられる小抵抗により小抵抗群が形成されて、絶縁囲み壁が形成される。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印字ヘッドに、吐出口層（nozzle plate）があり、吐出口層に、主吐出口（main
nozzle）があり、主吐出口に対応する位置に、曲線形上面を有する主加熱エレメントがあるプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造であって、
吐出口層の主吐出口の周りに、少なくとも一つの小吐出口（breathing nozzle）が設けられ、小吐出口に対応する位置に、小抵抗が設けられて、小抵抗群により、絶縁囲み壁が形成され、正方向運動エネルギーで主加熱エレメントのプリント速度と品質を向上する、
ことを特徴とするプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、プリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造に関し、特に、インクジェット印字ヘッドの曲線形主抵抗の周りに設けられる小抵抗群があり、主抵抗がインクジェットエネルギー基体であり、小抵抗群により絶縁囲み壁が形成され、正方向運動エネルギーで主加熱エレメントのインク放射度が向上されるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の市販のプリンタは、主として、レーザープリンタとインクジェットプリンタがあり、この２種類のプリント技術は、それぞれに、利点と欠点があり、カラープリントから言えば、インクジェット式プリント技術が主流であり、インクジェット式プリント技術において、熱ベシクル式インクジェット印字ヘッドは、加熱素子(例えば、加熱エレメント)により、瞬間にインクに高熱を印加してベシクルを生成し、インクを吐出する。インク吐出量の一致性は、プリント品質に大きく影響し、特に、高解像力のインクジェット印字ヘッドである場合、その影響が最も大きい。一般的に、インクジェット印字ヘッドは、吐出口層(nozzle
plate)とチップ(chip)とが含有され、吐出口層に、複数の吐出口があり、チップに、複数の加熱素子と複数の駆動素子があり、各吐出口が、それぞれ、一つの加熱素子と一つの駆動素子に対応し、駆動素子により、接続された加熱素子を流れる電流の大きさが制御され、これにより、加熱素子がインクに対して加熱してベシクルが生成され、ベシクルが生成されると、インクが、押されて吐出口から吐出される。
【０００３】
図１は、一般のインクジェット印字ヘッドチップのプリント用カートリッジ１の概念図であり、図２は、図１のプリント用カートリッジ１の２-２線の断面図である。プリント用カートリッジ１は、ケース１１が含有され、当該ケース１１の内部に、インクAが蓄蔵されるためのインク蓄蔵槽１２が形成され、インクジェット印字ヘッド２が、インク蓄蔵槽１２と連通するように、プリント用カートリッジ１に設置され、インクAの出力制御を行う。インクジェット印字ヘッドチップ２１は、インクジェット印字ヘッド２の内部に設置され、マニホルド(manifold)２２があり、当該インクジェット印字ヘッド２は、マニホルド２２によりインク蓄蔵槽１２と連通し、また、吐出口層２３があり、当該吐出口層２３と当該チップ２１との間に、複数のインク室(ink
chambers)２４が形成され、当該チップ２１は、複数の加熱エレメント２１１が含有され、各加熱エレメント２１１は、対応するインク室２４内のインクAを加熱してベシクルを生成し、当該吐出口層２３は、複数の吐出口２３１が含有され、各吐出口２３１は、それぞれ、一つの加熱エレメント２１１に対応し、電流が加熱エレメント２１１を流れて加熱エレメント２１１がインク室２４内のインクAを加熱してベシクルを生成すると、インクAが、吐出口２３１から吐出される。
【０００４】
従来式の吐出口層(nozzle plate)２３は、単一の吐出口２３１の周りに他の衛星小吐出口が設けられず、また、加熱エレメント(即ち、主抵抗)２１１であるインクジェットエネルギー基体の周りに他の小抵抗群が設けられないため、加熱エレメント２１１の周りに絶縁囲み壁が形成されなく、主抵抗の放射度を向上出来ぬ、また、補助エネルギーセットを有しなく、高電圧だけで抵抗発熱を加速する方式であるため、より安定的なインクジェット品質を得るに、大量のエネルギーが紛失し、ベシクルを固定できないだけでなく、砕点インクジェットや遅延インクジェット或いは多点インクジェット等の多種類のインクジェット品質不良の問題があり、また、従来の低速によりインク点をジェットすることが、プリンタの速度を向上できず、インクジェット印字ヘッド２に、効率的に、エネルギーを節約する効果か得られず、プリントのコストが高く付き、プリント品質が、相対的に低下されるため、改善しなければならない問題点が残っている。
【０００５】
本考案者は、上記の問題を解消するため、当該業種においての長年経験に基づいて、慎重に研究し、また、何度も試行した結果、従来の製品の欠点を改善でき、効果が向上される新規のプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造を提案する。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、エネルギーを節約でき、プリント品質が向上され、プリント速度が向上され、インクを補充填する速度が倍になり、環境保護概念に符合するプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッドの構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案は、主として、曲線形上面を有する主加熱エレメントをインクジェットエネルギー基体とし、その周りに複数の加熱小抵抗からなる加熱小抵抗群が設けられ、毛細管現象により、主加熱エレメントの周りに絶縁囲み壁が形成され、正方向運動エネルギーで主加熱エレメントの放射度が向上され、供給した補助エネルギーセットにより、インクジェットの時に発生する砕点インクジェットや遅延インクジェット或いは多点インクジェット等の現象が解消され、インクの節約が実現され、また、当該主エネルギーと補助エネルギーとのエネルギー圧力差により、インクの再充填速度が加速されてプリンタの速度が向上され、有効的にインクや作動エネルギーを節約することにより、プリントの成本の節約とプリントの品質向上に貢献できるプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造である。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本考案について詳しく説明する。
【０００９】
本考案に係わるインクジェット印字ヘッド１００は、図３のように、吐出口層(nozzle plate)２００があり、当該吐出口層２００の内側がインク室(ink chamber)２００１であり、当該吐出口層２００に、主吐出口(main
nozzle)２０１があり、当該主吐出口２０１に対応する位置に、曲線形上面を有する主加熱エレメント３００があり、当該主加熱エレメント３００により、インクを加熱してベシクルを生成し、ベシクルが形成される時、インクが、押されて主吐出口２０１から吐出されてプリントすることに供され、本考案の主な特長は、
吐出口層２００の主吐出口２０１の周りに、複数の衛星小吐出口(breathing nozzle)２０２が設けられ、当該小吐出口２０２に対応する位置に、それぞれ、小抵抗３０１が設けられて小抵抗群が形成され、曲線形上面を有する主加熱エレメント３００が、インクジェットエネルギー基体であり、その周りに位置する小抵抗３０１からなる小抵抗群により、絶縁囲み壁が形成され、正方向運動エネルギーで主加熱エレメント３００の放射度を増加し、小抵抗群により、補助エネルギーセットが形成され、小インク点のインクジェットや遅いインクジェット等によるインクを無駄にする欠点を解消でき、また、主加熱エレメント３００の主エネルギーと小抵抗群の補助エネルギーとによりエネルギー圧力差が生成されるため、インクの再充填速度が加速され、また、補助エネルギーによる物理的な変化(小ベシクルを生成すること)により、インクの流向運動エネルギーが案内されて制御され、内部の抵抗が低減され、また、インクの重量とインクジェットの頻度とが反比である基本原理に基づいて、エネルギーにより圧力速度を主導するインク充填設計により、従来式インクジェットプリンタにおいて、物理的な限度によるクリアできない欠点を突破できる。
【００１０】
図４−１乃至図４−４は、作動概念図であり、主吐出口２０１と小吐出口２０２は、実際上、下へ向かい、図４−１は、主加熱エレメント３００が対向する主吐出口２０１と、小抵抗３０１が対向する小吐出口２０２にて、ベシクルが生成していない時の概念図であり、インク室２００１内のインクAの底部の表面張力が、均衡に維持する。
【００１１】
図４−２のように、主加熱エレメント３００と複数の小抵抗３０１とが、連続的に加熱し、主加熱エレメント３００からの比較的に大いベシクルT０と、小抵抗３０１からの比較的に小さいベシクルT１が生成し始め、そして、インク室２００１内のインクAを下へ吐出口２０１、２０２まで押して、主吐出口２０１において、主エネルギーP０と周りの複数の補助エネルギーP１とからなる圧力があり、全圧力＝P０＋nP１(即ち、主エネルギーと周りの補助エネルギーとからなる圧力である)。
【００１２】
図４−３のように、主加熱エレメント３００と複数の小抵抗３０１にてベシクルT０、T１が生成される時、主吐出口２０１から吐出したインクAが紙にプリントされ、小吐出口２０１において、インクAの表面張力を維持することにより、インクAによる小インク点インクジェットや遅いインクジェット等の多種類のインクジェット品質不良の問題を解消でき、インクAや作動エネルギーの節約ができる。
【００１３】
図４−４のように、主吐出口２０１は、プリントを終了して、大きさベシクルTO、T１が消える時、小吐出口２０２で回復した補助エネルギーP４が、加熱エレメント３００の下方へ戻れ、大ベシクルが消えた後、周りで回復する圧力Pr、Pmに補助し、インクAが、快速的に図４−１の状態に回復し、次のベシクルT０の成型とインクジェットを準備する。
【００１４】
上記の物理実験により実際に発見した理論に基づいて、３倍以上のプリント速度が実現され、また、１５%以上のインクエネルギーが節約される。
【００１５】
図５は、黒白プリンタの吐出口層(nozzle plate)２００の主吐出口２０１の周りに複数の衛星的な小吐出口２０２が設けられる概念図であり、また、図６と図７のように、カラープリンタに、それぞれの色である３組の吐出口層２００’において、その主吐出口２０１’の周りに、複数の衛星小吐出口２０２’が設けられる。
【００１６】
本考案によれば、次の利点が得られる。
【００１７】
１、エネルギーを節約できる。主加熱エレメント３００に対する主電圧供給時間(paus)が短縮され、また、小吐出口２０２によるエアー壁により、インクAが紛失しないため、吐出口シートからプリント紙までの距離が低減でき、プリント速度が向上される。
【００１８】
２、プリント品質が向上される。高速的にインク点を噴射するため、砕点インクジェットや遅延インクジェット或いは多点インクジェット等のインクジェット不良の現象が起こらず、よりプリント品質が得られる。
【００１９】
３、プリント速度が向上される。
【００２０】
４、インクを補充填する速度が倍になる。
【００２１】
５、環境保護概念に符合する。環境保護材料を採用することができる。
【００２２】
以上のように、本考案に係わるプリント用カートリッジのインクジェット印字ヘッド構造は、流体力学原理の代わりに、内エネルギー均衡原理に基づくことにより、インクジェット印字ヘッド構造がより効率的になり、また、エネルギーの節約やプリントコストの低下及びプリント品質の向上が実現され、そのため、実用効果を有する提案であり、また、刊行物や公的に披露されることがないため、法に従って実用新案登録請求を出願する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般のプリント用カートリッジの外観構造図
【図２】一般のプリント用カートリッジの２-２線の断面図
【図３】本考案に係わるインクジェット印字ヘッドの一部の断面概念図
【図４−１】本考案に係わる主加熱エレメントがベシクルを生成する時の概念図(ベシクルを生成していない)
【図４−２】本考案に係わる主加熱エレメントがベシクルを生成する時の概念図(ベシクルを生成し始める)
【図４−３】本考案に係わる主加熱エレメントがベシクルを生成する時の概念図(ベシクルを成型している)
【図４−４】本考案に係わる主加熱エレメントがベシクルを生成する時の概念図(ベシクル成型した後である)
【図５】本考案に係わる黒白インクジェット印字ヘッドの概念図
【図６】本考案に係わるカラーインクジェット印字ヘッドの概念図
【図７】本考案の他のカラーインクジェット印字ヘッドの概念図
【符号の説明】
【００２４】
１         プリント用カートリッジ
１１        ケース
１２        インク蓄蔵槽
２         インクジェット印字ヘッド
２１        インクジェット印字ヘッドチップ
２１１      加熱エレメント
２２        マニホルド
２３        吐出口層
２３１      吐出口
２４        インク室
１００      インクジェット印字ヘッド
２００、２００’  吐出口層
２００１          インク室
２０１、２０１’  主吐出口
２０２、２０２’  小吐出口
３００      主加熱エレメント
３０１      小抵抗
A          インク
T０、T１    ベシクル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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